L'IA dans les transports : Redéfinir les systèmes de métro

Abirami Vina

4 min lire

16 août 2024

Découvrez comment l'IA est utilisée pour améliorer le parcours des passagers du métro, de l'entrée à la sortie, en augmentant l'efficacité et la sécurité des systèmes de transport urbain.

Les systèmes de métro sont au cœur des transports publics d'une ville et transportent des millions de passagers chaque jour. Des villes comme New York et Tokyo accueillent respectivement plus de 3 et 6 millions de passagers par jour. À mesure que les villes se développent, il devient vital de rendre les systèmes de métro plus efficaces, plus sûrs et plus agréables pour les passagers. 

C'est là qu'intervient l'intelligence artificielle (IA), qui transforme tout, de l'achat des billets à l'entretien des trains. Dans cet article, nous allons parcourir un réseau de métro et voir comment l'IA améliore chaque étape du voyage et quelles sont les technologies cachées de l'IA qui assurent le bon fonctionnement de l'ensemble. 

L'IA dans les transports publics commence par la collecte des billets

En général, un trajet dans le métro commence par une file d'attente, l'achat d'un billet et le passage d'un tourniquet. L'IA rationalise activement ces étapes, les rendant plus rapides et plus pratiques pour les passagers. Par exemple, la technologie de reconnaissance faciale peut être utilisée dans les systèmes de billetterie du métro. Dans les villes très fréquentées, les passagers peuvent accéder aux services sans billet physique ni carte à puce. Au lieu de cela, leur visage est scanné aux points d'entrée, ce qui permet un accès fluide. En 2019, Pékin a introduit un système de reconnaissance faciale pour gérer la surpopulation et réduire les longues files d'attente aux heures de pointe.

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Fig. 1. Système de reconnaissance faciale dans le métro de Shenzhen, en Chine.

L'intégration transparente de l'IA facilite les déplacements quotidiens et profite à des millions de passagers chaque jour. Les systèmes de billetterie alimentés par l'IA améliorent non seulement l'expérience des passagers, mais renforcent également la sécurité. En analysant les données faciales, le système s'assure que seuls les passagers autorisés entrent dans la gare. L'IA peut rapidement vérifier les identités, empêcher les accès non autorisés et repérer les menaces potentielles. Elle peut accélérer le processus d'entrée, renforcer la sécurité et réduire la fraude.

Monter à bord du métro équipé de l'IA et l'utiliser

Lorsque les passagers montent dans le train, l'IA peut améliorer leur expérience de voyage de différentes manières. Voici quelques-unes de ces applications :

  • L'accessibilité Le système d'aide à l'accessibilité est un système de soutien: Les techniques de vision par ordinateur, telles que la détection d'objets, peuvent identifier les utilisateurs de fauteuils roulants et les diriger vers la section la plus accessible du train. Le processus de fermeture des portes peut également être modifié pour donner à ces passagers plus de temps pour monter à bord en toute sécurité.
  • Annonces et publicités personnalisées: L'IA peut être utilisée pour personnaliser les annonces et les publicités destinées aux passagers en fonction des personnes présentes dans le train et de l'heure.
  • Contrôle des trains vides: À la dernière station du réseau de métro, la vision par ordinateur peut être utilisée pour effectuer un "contrôle de train vide" afin de s'assurer qu'aucun passager n'est resté à bord.
  • Gestion des bagages abandonnés: Si un bagage est abandonné, la vision par ordinateur peut le détecter et afficher les articles sur les écrans de la plate-forme. Les passagers peuvent alors facilement récupérer leurs objets. 

Les rames de métro elles-mêmes peuvent également être alimentées par l'IA. Les trains entièrement autonomes peuvent fonctionner en toute sécurité sans membres d'équipage humains. Ces trains alimentés par l'IA utilisent des algorithmes avancés pour prendre des décisions en temps réel et des capteurs pour détecter les obstacles et circuler en toute sécurité. Les rames de métro pilotées par l'IA réduisent les coûts de personnel, offrent une plus grande flexibilité pour transporter plus de passagers avec une meilleure qualité de service, peuvent être plus régulièrement à l'heure, et optimisent l'accélération et le freinage pour réduire la consommation d'énergie. Par exemple, le projet de transport ferroviaire d'Honolulu est le premier système entièrement autonome aux États-Unis. Ce système devrait réduire les embouteillages et les émissions en supprimant environ 40 000 trajets en voiture par jour. 

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Fig. 3. Un métro sans conducteur à Milan, en Italie.

Utilisation de l'IA pour surveiller les passagers sortant de la station de métro

Il est également essentiel de surveiller le nombre de personnes qui sortent des différentes stations pour gérer efficacement le flux du métro. Les modèles d'IA, comme Ultralytics YOLOv8, jouent un rôle clé dans ce processus. YOLOv8 prend également en charge le suivi d'objets et peut être utilisé pour identifier et suivre plusieurs objets en temps réel, ce qui le rend idéal pour les systèmes de métro très fréquentés. En analysant les flux vidéo des caméras placées dans les stations, YOLOv8 peut compter les passagers qui sortent, suivre leurs mouvements et repérer les schémas d'encombrement.

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Fig. 4. Utilisation de YOLOv8 pour suivre les passagers sortant du métro.

Au-delà des portes de sortie du métro, l'IA peut être intégrée dans les solutions de connectivité du dernier kilomètre. Les stations de vélos en libre-service, les services de covoiturage et les services de navette dotés de l'IA peuvent permettre aux passagers de quitter plus facilement la station. En analysant les données en temps réel, l'IA peut prédire la demande et le moment où ces services sont disponibles. Cette technologie peut également suggérer les meilleurs itinéraires et modes de transport en fonction des conditions de circulation actuelles et des préférences individuelles. Ainsi, les passagers peuvent accéder rapidement aux options de transport les plus appropriées lorsqu'ils quittent la gare, ce qui réduit les temps d'attente et rend leur voyage plus pratique.

L'IA en coulisses : Entretien des voies de métro

En tant que passagers, nous négligeons souvent les processus complexes qui se déroulent derrière nos trajets en métro. L'IA joue un rôle crucial dans les coulisses, en particulier dans l'inspection et la maintenance des voies. Des systèmes tels que le portail d'inspection des wagons (RIP) de Duos Technologies illustrent cette approche fondée sur l'IA. À l'aide d'algorithmes d'IA, le RIP capture et analyse des images à 360 degrés de chaque wagon de train en quelques secondes, même à des vitesses supérieures à 125 mph. Ces systèmes d'IA à la pointe de la technologie détectent les problèmes et alertent le personnel des chemins de fer des problèmes de maintenance en moins de 60 secondes. Une surveillance constante permet d'identifier les problèmes potentiels et d'y remédier rapidement.

La gestion et l'optimisation de l'énergie sont d'autres applications de l'IA dans un métro qui ne sont pas communément connues. Par exemple, le métro de Madrid utilise un système basé sur l'IA pour réduire les coûts énergétiques de la ventilation de 25 % et les émissions de CO2 de 1 800 tonnes par an. Exploitant 891 ventilateurs qui consomment jusqu'à 80 gigawattheures d'énergie par an, le système utilise un algorithme d'optimisation inspiré du comportement de recherche de nourriture des colonies d'abeilles. Cet algorithme analyse de grandes quantités de données, en tenant compte de facteurs tels que la température de l'air, l'architecture de la gare, la fréquence des trains, le nombre de passagers et les prix de l'électricité. Il utilise des données historiques et simulées pour prédire et atteindre le meilleur équilibre pour chaque station, en s'améliorant au fil du temps grâce à l'apprentissage automatique.

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Fig. 5. Système de ventilation du métro de Madrid basé sur l'IA.

Avantages et inconvénients de l'IA dans les transports publics

L'intégration de l'IA dans les systèmes de métro a apporté de nombreux avantages. Par exemple, elle améliore l'efficacité en aidant les systèmes de métro à respecter les horaires, à réduire les retards et à optimiser les opérations pour des services plus fluides. La sécurité est également renforcée grâce à la surveillance continue, et la maintenance prédictive permet de prévenir les accidents et les dysfonctionnements.

Cependant, la mise en œuvre de l'IA dans les systèmes métropolitains s'accompagne de difficultés, telles que

  • Préoccupations en matière de confidentialité des données: La collecte et l'utilisation des données relatives aux passagers soulèvent d'importantes questions en matière de respect de la vie privée, qui doivent être gérées avec soin afin de protéger les droits individuels en la matière.
  • Intégration à l'infrastructure existante: L'intégration des systèmes d'IA dans l'infrastructure métropolitaine existante peut être complexe et nécessiter des modifications.
  • Coûts de mise en œuvre élevés: Les coûts initiaux de mise en œuvre de la technologie de l'IA peuvent être élevés, ce qui peut constituer un obstacle pour certains systèmes de métro.
  • Besoin de professionnels qualifiés: La mise en œuvre et la maintenance des systèmes d'IA requièrent des professionnels hautement qualifiés, ce qui peut représenter un défi en termes de ressources.

Malgré ces défis, les avantages de l'IA en font une force de transformation dans les systèmes de transport urbain modernes tels que les métros. Le potentiel d'amélioration de l'efficacité, de la sécurité et de l'expérience des passagers explique pourquoi la communauté de l'IA travaille activement à surmonter ces obstacles afin de tirer pleinement parti des avantages offerts par l'IA. Ainsi, la prochaine fois que vous prendrez le métro, gardez un œil sur les innovations de l'IA qui font partie de votre voyage.

L'avenir de l'IA dans les transports

Depuis l'entrée dans la station jusqu'à la navigation, l'utilisation et la sortie du métro, l'IA transforme l'ensemble du trajet. Elle optimise les opérations, renforce la sécurité et offre une expérience fluide aux passagers. En améliorant l'entretien des voies et la gestion de l'énergie, l'IA garantit l'efficacité et la rentabilité des systèmes de métro. Malgré les difficultés liées aux coûts de mise en œuvre et aux problèmes de confidentialité des données, les avantages de l'IA dans les systèmes de transport urbain tels que les métros sont indéniables. À mesure que les villes continuent de se développer, l'IA jouera un rôle de plus en plus vital pour rendre les déplacements en métro plus intelligents, plus sûrs et plus efficaces.

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